JP2015025671A - State calculation device, mobile body, state calculation method and state calculation program - Google Patents

State calculation device, mobile body, state calculation method and state calculation program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compactly achieve a state calculation device capable of highly accurately calculating a mobile state.SOLUTION: A state calculation device 10 includes: an antenna device 100; correlation processing parts 111A to 111D; ADR calculation parts 112A to 112D; and an arithmetic part 12. The antenna device 100 includes antennas 100A, 100B, 100C and 100D. The correlation processing parts 111A to 111D and the ADR calculation parts 112A to 112D calculate the carrier phase measurement values of the antennas 100A, 100B, 100C and 100D, and output the carrier phase measurement values to the arithmetic part 12. The arithmetic part 12 calculates a plurality of base line vectors from the plurality of carrier phase measurement values. The arithmetic part 12 calculates an attitude angle by using the plurality of base line vectors. In this case, the arithmetic part 12 calculates the respective components (pitch angle, roll angle, yaw angle) of the attitude angle for each combination of the base line vectors. The arithmetic part 12 calculates the central values of the respective components from the plurality of calculation results, and determines the attitude angle from those central values.

Description

本発明は、船舶等の移動体における姿勢角、速度、位置等の移動状態を算出する状態算出装置に関するものである。   The present invention relates to a state calculation device that calculates a movement state such as a posture angle, a speed, and a position in a moving body such as a ship.

従来、移動体の航行状態(移動状態)を算出する装置が各種考案されている。例えば、特許文献1に記載の姿勢算出装置は、船舶に装着されている。姿勢算出装置は、船舶上の異なる位置に配置された複数のアンテナの位置情報を用いて、船舶の姿勢角を算出している。   Conventionally, various devices for calculating a navigation state (movement state) of a moving body have been devised. For example, the attitude calculation device described in Patent Document 1 is attached to a ship. The attitude calculation device calculates the attitude angle of the ship using position information of a plurality of antennas arranged at different positions on the ship.

特許文献1に記載の姿勢算出装置では、アンテナ間を結ぶ基線ベクトルの大きさおよび方向が異なるように、複数のアンテナが配置されている。特許文献1に記載の姿勢算出装置は、測位信号を受信している複数のアンテナ、すなわち測位を行うことができる複数のアンテナにおいて、最も基線長が長い二つのアンテナを選択する。特許文献1に記載の姿勢算出装置は、選択した二つのアンテナの測位位置から姿勢角を算出している。   In the attitude calculation device described in Patent Document 1, a plurality of antennas are arranged so that the magnitude and direction of the base line vector connecting the antennas are different. The posture calculation apparatus described in Patent Literature 1 selects two antennas having the longest baseline length among a plurality of antennas receiving positioning signals, that is, a plurality of antennas capable of performing positioning. The posture calculation apparatus described in Patent Literature 1 calculates a posture angle from the positioning positions of two selected antennas.

特開2008−14721号公報JP 2008-14721 A

上述のように、従来の姿勢算出装置は、できる限り基線長が長い二つのアンテナを用いて姿勢角を算出するため、移動体に対する姿勢算出装置の配置規模が大きくなってしまう。これは、姿勢角の算出精度を向上させるためであり、一般的に、基線長が短くなると、姿勢角の算出精度が低下することが分かっている。   As described above, the conventional posture calculation device calculates the posture angle using the two antennas having the longest base line length as much as possible, so that the arrangement scale of the posture calculation device with respect to the moving body becomes large. This is to improve the calculation accuracy of the posture angle, and it is generally known that the calculation accuracy of the posture angle decreases as the baseline length decreases.

しかしながら、移動体に対する姿勢算出装置の配置規模に制限がある場合もあり、この場合は、姿勢角の算出精度を犠牲にしなければならない。   However, there are cases where the arrangement scale of the posture calculation device with respect to the moving body is limited, and in this case, the accuracy of calculating the posture angle must be sacrificed.

したがって、本発明の目的は、姿勢角を含む移動状態を高精度に算出することが可能な小型の状態算出装置を提供することにある。また、このような特徴を有する状態算出装置を実現可能な状態算出方法および状態算出プログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a small state calculation device capable of calculating a moving state including a posture angle with high accuracy. It is another object of the present invention to provide a state calculation method and a state calculation program capable of realizing a state calculation device having such characteristics.

この発明の状態算出装置は、複数のアンテナ、相関処理部、搬送波位相測定値算出部、基線ベクトル算出部、および姿勢角算出部を備える。複数のアンテナは、3つ以上であり、移動体上の異なる位置に配置されており、それぞれに測位信号を受信する。相関処理部は、測位信号と該測位信号のレプリカ信号との相関処理に基づき搬送波位相差をそれぞれのアンテナ毎に算出する。搬送波位相測定値算出部は、搬送波位相差の積算値である搬送波位相測定値を算出する。基線ベクトル算出部は、搬送波位相測定値に基づいて複数の基線ベクトルを算出する。姿勢角算出部は、基線ベクトル毎にヨー角を算出し、算出した複数のヨー角に基づいて代表ヨー角を決定する。   The state calculation device according to the present invention includes a plurality of antennas, a correlation processing unit, a carrier phase measurement value calculation unit, a baseline vector calculation unit, and an attitude angle calculation unit. The plurality of antennas are three or more, and are arranged at different positions on the moving body, and each receives a positioning signal. The correlation processing unit calculates a carrier phase difference for each antenna based on the correlation processing between the positioning signal and the replica signal of the positioning signal. The carrier phase measurement value calculation unit calculates a carrier phase measurement value that is an integrated value of the carrier phase difference. The baseline vector calculation unit calculates a plurality of baseline vectors based on the carrier phase measurement value. The attitude angle calculation unit calculates a yaw angle for each baseline vector, and determines a representative yaw angle based on the plurality of calculated yaw angles.

この構成では、複数の基線ベクトルによって代表ヨー角が算出されるので、当該代表ヨー角を高精度に算出することができる。したがって、当該代表ヨー角を含む姿勢角を高精度に算出することができる。   In this configuration, since the representative yaw angle is calculated from a plurality of baseline vectors, the representative yaw angle can be calculated with high accuracy. Therefore, the posture angle including the representative yaw angle can be calculated with high accuracy.

また、この発明の状態算出装置の姿勢角算出部は、基線ベクトル毎に代表ピッチ角および代表ロール角からヨー角を算出する。   In addition, the posture angle calculation unit of the state calculation device according to the present invention calculates the yaw angle from the representative pitch angle and the representative roll angle for each baseline vector.

この構成では、基線ベクトルを用いたヨー角の具体的な算出方法を示している。   In this configuration, a specific yaw angle calculation method using a baseline vector is shown.

また、この発明の状態算出装置の姿勢角算出部は、基線ベクトル毎に代表ピッチ角からロール角を算出し、算出した複数のロール角から代表ロール角を算出する。   In addition, the posture angle calculation unit of the state calculation device of the present invention calculates a roll angle from the representative pitch angle for each baseline vector, and calculates a representative roll angle from the calculated plurality of roll angles.

この構成では、ヨー角の算出に利用する代表ロール角の具体的な算出方法を示している。   This configuration shows a specific method for calculating the representative roll angle used for calculating the yaw angle.

また、この発明の状態算出装置の姿勢角算出部は、複数の基線ベクトルのうちの2つずつを組として、組毎にピッチ角を算出し、算出した複数のピッチ角から代表ピッチ角を算出する。   In addition, the posture angle calculation unit of the state calculation device according to the present invention calculates a pitch angle for each set by setting two of the plurality of baseline vectors as a set, and calculates a representative pitch angle from the calculated plurality of pitch angles. To do.

この構成では、ヨー角およびロール角の算出に利用する代表ピッチ角の具体的な算出方法を示している。また、これらの具体的な算出方法を組み合わせることにより、測位信号の搬送波位相測定値に基づいて姿勢角を高精度に算出することができる。   This configuration shows a specific method for calculating the representative pitch angle used for calculating the yaw angle and roll angle. Further, by combining these specific calculation methods, the attitude angle can be calculated with high accuracy based on the carrier phase measurement value of the positioning signal.

また、この発明の状態算出装置では、複数の基線ベクトルの少なくとも1つが移動体のヘディング方向に平行になるように3つ以上のアンテナが配置されている。   In the state calculation apparatus of the present invention, three or more antennas are arranged so that at least one of the plurality of baseline vectors is parallel to the heading direction of the moving body.

この構成では、ヨー角を簡素且つ高速に算出することができる。   With this configuration, the yaw angle can be calculated simply and at high speed.

また、この発明の状態算出装置は、姿勢角とともに、複数の測位信号に対する相関処理の結果を用いて、移動体の特定位置の座標を算出する位置算出部をさらに備える。この際、位置算出部は、特定位置の座標算出時に姿勢角による補正を行う。   In addition, the state calculation device of the present invention further includes a position calculation unit that calculates the coordinates of the specific position of the moving body using the result of correlation processing for a plurality of positioning signals together with the posture angle. At this time, the position calculation unit performs correction based on the posture angle when calculating the coordinates of the specific position.

また、この発明の状態算出装置は、複数の測位信号に対する相関処理の結果を用いて、移動体の特定位置の速度を算出する速度算出部をさらに備える。この際、速度算出部は、特定位置の速度算出時に、姿勢角による補正を行う。   In addition, the state calculation apparatus of the present invention further includes a speed calculation unit that calculates the speed of the specific position of the moving body using the results of the correlation processing for the plurality of positioning signals. At this time, the speed calculation unit performs correction based on the posture angle when calculating the speed of the specific position.

これらの構成では、上述のように高精度に算出された姿勢角を用いているので、位置座標および速度を高精度に算出することができる。   In these configurations, since the attitude angle calculated with high accuracy as described above is used, the position coordinates and the velocity can be calculated with high accuracy.

この発明によれば、航行状態を高精度に算出することが可能な状態算出装置を小型に実現することができる。   According to the present invention, a state calculation device capable of calculating a navigation state with high accuracy can be realized in a small size.

本発明の第1の実施形態に係る状態算出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the state calculation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る航行状態の算出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation principle of the navigation state which concerns on the 1st Embodiment of this invention. アンテナ装置の各アンテナの配置および基線ベクトルの関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning of each antenna of a antenna apparatus, and the relationship of a baseline vector. 本実施形態の状態算出装置で実行する姿勢角算出の概略フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the general | schematic flow of the attitude | position angle calculation performed with the state calculation apparatus of this embodiment. 演算部で実行する姿勢角算出の具体的なフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific flow of the attitude | position angle calculation performed with a calculating part. ピッチ角θの算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation flow of pitch angle (theta). ロール角φの算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation flow of roll angle (phi). ヨー角ψの算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation flow of yaw angle (psi). 本発明の第2の実施形態に係る状態算出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the state calculation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る速度算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the speed calculation flow which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る別の速度算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another speed calculation flow which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 幾何学的平均値の算出位置と所望位置のズレの様子および補正の概念を表す図である。It is a figure showing the concept of the shift | offset | difference of the calculation position of a geometric average value, and a desired position, and the correction | amendment. 本発明の第2の実施形態に係る位置算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the position calculation flow which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る別の位置算出フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another position calculation flow which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本実施形態に係る状態算出装置を装着した船舶の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ship equipped with the state calculation apparatus which concerns on this embodiment. 複数のアンテナの派生配置パターンを示す図である。It is a figure which shows the derived arrangement pattern of a some antenna. 複数のアンテナの派生配置パターンを示す図である。It is a figure which shows the derived arrangement pattern of a some antenna. 複数のアンテナの派生配置パターンを示す図である。It is a figure which shows the derived arrangement pattern of a some antenna.

本発明の第1の実施形態に係る状態算出装置について、図を参照して説明する。本実施形態では、移動体を船舶として当該船舶の航行状態を算出する装置を説明するが、その他の海上海中移動体、自動車等の陸上移動体、飛行機等の空中移動体の移動状態を算出する場合についても、以下の構成を適用することができる。   A state calculation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an apparatus for calculating the navigation state of the ship as a moving body will be described. However, the moving state of other mobile bodies in Shanghai, land mobile bodies such as automobiles, and air mobile bodies such as airplanes is calculated. Also in this case, the following configuration can be applied.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る状態算出装置の構成を示すブロック図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る航行状態の算出原理を説明するための図である。図2には、船舶900に対するアンテナ装置100の設置態様、およびBODY座標系(船体座標系)とNED座標系(地球座標系)との関係を記載している。図3は、アンテナ装置の各アンテナの配置および基線ベクトルの関係を示す図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a state calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the calculation principle of the navigation state according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the installation mode of the antenna device 100 with respect to the ship 900 and the relationship between the BODY coordinate system (hull coordinate system) and the NED coordinate system (earth coordinate system). FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the arrangement of the antennas and the base line vector of the antenna device.

図1に示すように、状態算出装置10は、アンテナ装置100、相関処理部111A,111B,111C,111D、ADR算出部112A,112B,112C,112D、演算部12を備える。   As illustrated in FIG. 1, the state calculation device 10 includes an antenna device 100, correlation processing units 111A, 111B, 111C, and 111D, ADR calculation units 112A, 112B, 112C, and 112D, and a calculation unit 12.

アンテナ装置100は、図2に示すように、船舶900上の見通しの良いところ、すなわち、測位衛星からの測位信号に対する受信環境が良いところに設置されている。例えば、図2に示すように、アンテナ装置100は、船舶900の甲板に設置されたポールの先端に設置されている。   As shown in FIG. 2, the antenna device 100 is installed in a place where the line of sight on the ship 900 is good, that is, in a place where the reception environment for the positioning signal from the positioning satellite is good. For example, as shown in FIG. 2, the antenna device 100 is installed at the tip of a pole installed on the deck of the ship 900.

アンテナ装置100は、アンテナ100A,100B,100C,100Dを備える。アンテナ100A,100B,100C,100Dは、図3に示すように、アンテナ装置100の筐体内において、同一平面上に配置されている。この際、アンテナ100Aの中心位置A、アンテナ100Bの中心位置B、アンテナ100Cの中心位置C、および、アンテナ100Dの中心位置Dが四つの角となる正方形が形成されるように、アンテナ100A,100B,100C,100Dは配置されている。なお、以下では、このアンテナ100A,100B,100C,100Dの配置位置で形成される正方形の中心位置を、配置中心位置Oとする。なお、アンテナ装置100は、アンテナ100A,100B,100C,100Dが配置される平面と船舶900の水平面とが平行になるように、船舶900に配置されている。   The antenna device 100 includes antennas 100A, 100B, 100C, and 100D. The antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are arranged on the same plane in the housing of the antenna device 100 as shown in FIG. At this time, the antennas 100A and 100B are formed such that the center position A of the antenna 100A, the center position B of the antenna 100B, the center position C of the antenna 100C, and the center position D of the antenna 100D form four corners. , 100C, 100D are arranged. In the following, the center position of a square formed by the arrangement positions of the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D is referred to as an arrangement center position O. The antenna device 100 is arranged on the ship 900 so that the plane on which the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are arranged and the horizontal plane of the ship 900 are parallel to each other.

アンテナ100A,100B,100C,100Dは、複数の測位衛星からの測位信号を受信して、それぞれ相関処理部111A,111B,111C,111Dに出力する。ここで、例えば、測位衛星はGPS(Global Positioning System)衛星であり、測位信号はGPS信号である。なお、GPSに限らず、GNSS(Grobal Navigation Satellite Systems)の測位衛星および測位信号を用いてもよい。   Antennas 100A, 100B, 100C, and 100D receive positioning signals from a plurality of positioning satellites and output the signals to correlation processing units 111A, 111B, 111C, and 111D, respectively. Here, for example, the positioning satellite is a GPS (Global Positioning System) satellite, and the positioning signal is a GPS signal. In addition, not only GPS but a positioning satellite and a positioning signal of GNSS (Global Navigation Satellite Systems) may be used.

相関処理部111Aは、アンテナ100Aからの各測位信号とレプリカ信号とのキャリア相関処理結果から測位信号毎に搬送波位相差を出力する。ADR算出部112Aは、搬送波位相差を積算して、搬送波位相測定値ADRを算出し、演算部12へ出力する。なお、相関処理部111Aは、アンテナ100Aからの各測位信号とレプリカ信号とのコード相関処理結果から擬似距離PRを算出し、演算部12へ出力する。 Correlation processing section 111A outputs the carrier phase difference for each positioning signal from the carrier correlation processing result between each positioning signal from antenna 100A and the replica signal. The ADR calculation unit 112 </ b> A integrates the carrier phase difference, calculates the carrier phase measurement value ADR A, and outputs it to the calculation unit 12. The correlation processing unit 111A calculates the pseudorange PR A from the code correlation processing result between each positioning signal from the antenna 100A and the replica signal, and outputs the pseudo distance PR A to the calculation unit 12.

相関処理部111Bは、アンテナ100Bからの各測位信号とレプリカ信号とのキャリア相関処理結果から測位信号毎に搬送波位相差を出力する。ADR算出部112Bは、搬送波位相差を積算して、搬送波位相測定値ADRを算出し、演算部12へ出力する。なお、相関処理部111Bは、アンテナ100Bからの各測位信号とレプリカ信号とのコード相関処理結果から擬似距離PRを算出し、演算部12へ出力する。 Correlation processing section 111B outputs a carrier phase difference for each positioning signal from the result of carrier correlation processing between each positioning signal from antenna 100B and the replica signal. The ADR calculation unit 112B calculates the carrier phase measurement value ADR B by accumulating the carrier phase difference and outputs it to the calculation unit 12. Correlation processing section 111B calculates pseudorange PR B from the result of code correlation processing between each positioning signal from antenna 100B and the replica signal, and outputs the result to calculation section 12.

相関処理部111Cは、アンテナ100Cからの各測位信号とレプリカ信号とのキャリア相関処理結果から測位信号毎に搬送波位相差を出力する。ADR算出部112Cは、搬送波位相差を積算して、搬送波位相測定値ADRを算出し、演算部12へ出力する。なお、相関処理部111Cは、アンテナ100Cからの各測位信号とレプリカ信号とのコード相関処理結果から擬似距離PRを算出し、演算部12へ出力する。 The correlation processing unit 111C outputs a carrier phase difference for each positioning signal from the carrier correlation processing result between each positioning signal from the antenna 100C and the replica signal. ADR calculation unit 112C is by integrating the carrier phase difference, calculates a carrier phase measurements ADR C, and outputs it to the arithmetic unit 12. Incidentally, the correlation processing unit 111C calculates a pseudo-range PR C from the code correlation result between the positioning signal and the replica signal from the antenna 100C, and outputs it to the arithmetic unit 12.

相関処理部111Dは、アンテナ100Dからの各測位信号とレプリカ信号とのキャリア相関処理結果から測位信号毎に搬送波位相差を出力する。ADR算出部112Dは、搬送波位相差を積算して、搬送波位相測定値ADRを算出し、演算部12へ出力する。なお、相関処理部111Dは、アンテナ100Dからの各測位信号とレプリカ信号とのコード相関処理結果から擬似距離PRを算出し、演算部12へ出力する。 Correlation processing section 111D outputs a carrier phase difference for each positioning signal from the result of carrier correlation processing between each positioning signal from antenna 100D and the replica signal. The ADR calculation unit 112D calculates the carrier phase measurement value ADR D by integrating the carrier phase difference, and outputs it to the calculation unit 12. Incidentally, the correlation processing unit 111D calculates a pseudo-range PR D from the code correlation result between the positioning signal and the replica signal from the antenna 100D, and outputs it to the arithmetic unit 12.

本実施形態の演算部12は、次に示すように、姿勢角を算出し、位置座標および速度の算出を省略しているので、相関処理部111A,111B,111C,111D、ADR算出部112A,112B,112C,112Dは、少なくとも搬送波位相測定値ADR,ADR,ADR,ADRを算出すればよい。 Since the calculation unit 12 of the present embodiment calculates the attitude angle and omits the calculation of the position coordinates and the velocity as shown below, the correlation processing units 111A, 111B, 111C, 111D, the ADR calculation unit 112A, 112B, 112C, and 112D may calculate at least the carrier phase measurement values ADR A , ADR B , ADR C , and ADR D.

演算部12は、基線ベクトル算出部120と姿勢角算出部121を備える。   The calculation unit 12 includes a baseline vector calculation unit 120 and an attitude angle calculation unit 121.

基線ベクトル算出部120は、搬送波位相測定値ADR,ADR,ADR,ADRを用いて、複数の基線ベクトルを算出する。基線ベクトルは、設置した複数のアンテナのうち、2つのアンテナを組み合わせて決定する。具体的には、本実施形態では、基線ベクトルAB,BC,CD,DA,BD,CAの六つの基線ベクトルを算出する。基線ベクトルの算出方法は、既知の方法であり、代表的な算出方法の一つとして、二つのアンテナと二つの測位衛星に対する二重位相差を算出して、整数値バイアスを決定し、当該整数値バイアスを用いて基線ベクトルを決定する方法がある。 Baseline vector calculation section 120 calculates a plurality of baseline vectors using carrier phase measurement values ADR A , ADR B , ADR C , and ADR D. The base line vector is determined by combining two antennas among a plurality of installed antennas. Specifically, in the present embodiment, six baseline vectors of baseline vectors AB, BC, CD, DA, BD, CA are calculated. The calculation method of the baseline vector is a known method. As one of the representative calculation methods, a double phase difference is calculated for two antennas and two positioning satellites, an integer value bias is determined, and the adjustment is performed. There is a method for determining a baseline vector using a numerical bias.

基線ベクトルABは、アンテナ100Aの中心位置Aを起点としアンテナ100Bの中心位置Bを終点とする。基線ベクトルBCは、アンテナ100Bの中心位置Bを起点としアンテナ100Cの中心位置Cを終点とする。基線ベクトルCDは、アンテナ100Cの中心位置Cを起点としアンテナ100Dの中心位置Dを終点とする。基線ベクトルDAは、アンテナ100Dの中心位置Dを起点としアンテナ100Aの中心位置Aを終点とする。基線ベクトルBDは、アンテナ100Bの中心位置Bを起点としアンテナ100Dの中心位置Dを終点とする。基線ベクトルCAは、アンテナ100Cの中心位置Cを起点としアンテナ100Aの中心位置Aを終点とする。   Base line vector AB has a center position A of antenna 100A as a starting point and a center position B of antenna 100B as an end point. Base line vector BC has a center position B of antenna 100B as a starting point and a center position C of antenna 100C as an end point. Base line vector CD has a center position C of antenna 100C as a starting point and a center position D of antenna 100D as an end point. Base line vector DA has a center position D of antenna 100D as a starting point and a center position A of antenna 100A as an end point. Base line vector BD has a center position B of antenna 100B as a starting point and a center position D of antenna 100D as an end point. Base line vector CA has a center position C of antenna 100C as a starting point and a center position A of antenna 100A as an end point.

姿勢角算出部121は、複数の基線ベクトルを選択して、当該複数の基線ベクトルから姿勢角を算出する。演算部12で実行する詳細な姿勢角の算出方法は後述する。姿勢角は、ピッチ角θ(θ)、ロール角φ(φ)、およびヨー角ψ(ψ)の成分からなる。ピッチ角θ(θ)、ロール角φ(φ)、およびヨー角ψ(ψ)は、BODY座標系で表現される。BODY座標系は、図2に示すように、船舶900の船首方向に平行なb1軸、船舶900の右左舷方向に平行なb2軸、b1軸およびb2軸に垂直なb3軸から構成される。すなわち、b3軸は、船舶900が揺動していない状態において、鉛直方向に平行な軸である。このBODY座標系の中心Paは、船舶900の重心位置に設定されている。 The posture angle calculation unit 121 selects a plurality of baseline vectors and calculates a posture angle from the plurality of baseline vectors. A detailed attitude angle calculation method executed by the calculation unit 12 will be described later. The posture angle is composed of components of a pitch angle θ (θ h ), a roll angle φ (φ h ), and a yaw angle ψ (ψ h ). The pitch angle θ (θ h ), the roll angle φ (φ h ), and the yaw angle ψ (ψ h ) are expressed in the BODY coordinate system. As shown in FIG. 2, the BODY coordinate system includes a b1 axis parallel to the bow direction of the ship 900, a b2 axis parallel to the starboard direction of the ship 900, and a b3 axis perpendicular to the b1 axis and the b2 axis. That is, the b3 axis is an axis parallel to the vertical direction when the ship 900 is not swinging. The center Pa of this BODY coordinate system is set at the center of gravity of the ship 900.

ピッチ角θ(θ)は、b1軸およびb3軸で決定される平面の角度であり、鉛直方向への船首尾の移動を表す。ロール角φ(φ)は、b2軸およびb3軸で決定される平面の角度であり、右左舷の鉛直方向の移動を表す。ヨー角ψ(ψ)は、b1軸およびb2軸で決定される平面の角度であり、水平面上の船首方位の移動を表す。 The pitch angle θ (θ h ) is a plane angle determined by the b1 axis and the b3 axis, and represents the movement of the bow and tail in the vertical direction. The roll angle φ (φ h ) is a plane angle determined by the b2 axis and the b3 axis, and represents the movement of the starboard in the vertical direction. The yaw angle ψ (ψ h ) is a plane angle determined by the b1 axis and the b2 axis, and represents the movement of the heading on the horizontal plane.

姿勢角算出部121は、概略的には、これらピッチ角θ、ロール角φ、およびヨー角ψをそれぞれ複数個算出して、それぞれの代表値である代表ピッチ角θ、代表ロール角φ、および代表ヨー角ψを、姿勢角[θ,φ,ψ]として出力する。 The posture angle calculation unit 121 roughly calculates a plurality of pitch angles θ, roll angles φ, and yaw angles ψ, and represents representative pitch angles θ h and representative roll angles φ h that are representative values. , And the representative yaw angle ψ h are output as posture angles [θ h , φ h , ψ h ].

なお、この一連の処理は、図1に示すように機能ブロック毎に実行してもよいが、プログラム化しておき、コンピュータ等の情報処理装置で実行するようにしてもよい。   The series of processes may be executed for each functional block as shown in FIG. 1, but may be programmed and executed by an information processing apparatus such as a computer.

図4は、本実施形態の状態算出装置で実行する姿勢角算出の概略フローを示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing a schematic flow of posture angle calculation executed by the state calculation apparatus of the present embodiment.

上述のように、複数のアンテナ100A,100B,100C,100Dで測位信号を受信し、アンテナ100A,100B,100C,100D毎に、搬送波位相測定値ADR,ADR,ADR,ADRを算出する(S101)。 演算部12は、搬送波位相測定値ADR,ADR,ADR,ADRを用いて、複数の基線ベクトルAB,BC,CD,DA,BD,CAを算出する(S102)。 As described above, the positioning signals are received by the plurality of antennas 100A, 100B, 100C, and 100D, and the carrier phase measurement values ADR A , ADR B , ADR C , and ADR D are calculated for each of the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D. (S101). The computing unit 12 calculates a plurality of baseline vectors AB, BC, CD, DA, BD, CA using the carrier phase measurement values ADR A , ADR B , ADR C , ADR D (S102).

演算部12は、複数の基線ベクトルを用いて複数のピッチ角θ、ロール角φ、およびヨー角ψを算出する。演算部12は、複数のピッチ角θ、ロール角φ、およびヨー角ψから各成分の代表値を決定して、姿勢角[θ,φ,ψ]として出力する(S103)。 The computing unit 12 calculates a plurality of pitch angles θ, a roll angle φ, and a yaw angle ψ using a plurality of baseline vectors. The computing unit 12 determines a representative value of each component from the plurality of pitch angles θ, roll angle φ, and yaw angle ψ, and outputs it as a posture angle [θ h , φ h , ψ h ] (S103).

次に、姿勢角[θ,φ,ψ]の具体的な算出方法について説明する。 Next, a specific method for calculating the posture angles [θ h , φ h , ψ h ] will be described.

(原理)
図2に示すBODY座標系からNED座標系への回転を、回転順にロール、ピッチ、ヨーと設定し、それぞれの角度を[φ,θ,ψ]とする。すなわち、ロール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψとする。
(principle)
The rotation from the BODY coordinate system to the NED coordinate system shown in FIG. 2 is set in the order of rotation as roll, pitch, and yaw, and the respective angles are [φ, θ, ψ]. That is, the roll angle φ, the pitch angle θ, and the yaw angle ψ are set.

ここで、アンテナ配置が上述のように、船舶900に対して水平である、すなわち、図2に示すb3軸に直交する平面上にあるとする。この時、BODY座標系での距離r、船首方向に対する角Δとして、一般化したアンテナ配置のベクトルxを表すと、次式になる。 Here, it is assumed that the antenna arrangement is horizontal to the ship 900 as described above, that is, on the plane orthogonal to the b3 axis shown in FIG. At this time, when a generalized antenna arrangement vector xb is expressed as a distance r in the BODY coordinate system and an angle Δ with respect to the bow direction, the following expression is obtained.

Figure 2015025671
また、NED座標系での基線ベクトルxを次式とする。
Figure 2015025671
In addition, the baseline vector xn in the NED coordinate system is expressed by the following equation.

Figure 2015025671
BODY座標系からNED座標系への変換式は、回転行列をC とすると、次式である。
Figure 2015025671
The conversion formula from the BODY coordinate system to the NED coordinate system is as follows when the rotation matrix is C b n .

Figure 2015025671
式3を各成分で表し、右辺を演算すると、次式となる。
Figure 2015025671
When Expression 3 is expressed by each component and the right side is calculated, the following expression is obtained.

Figure 2015025671
2つのアンテナ配置をBODY座標系で表すと、(式1)より、次式で表すことができる。
Figure 2015025671
When the two antenna arrangements are expressed in the BODY coordinate system, they can be expressed by the following expression from (Expression 1).

Figure 2015025671
また、2つの基線ベクトルをNED座標系で表すと、(式2)より、次式で表すことができる。
Figure 2015025671
Further, when the two baseline vectors are expressed in the NED coordinate system, they can be expressed by the following expression from (Expression 2).

Figure 2015025671
(式4)、(式5)、(式6)のxに関する部分を用いて、ロール角φに対するsinφについて解くと、次式が得られる。
Figure 2015025671
(Equation 4), (Equation 5), using a portion related to x D (Formula 6), and solving for sinφ for roll angle phi, the following equation is obtained.

Figure 2015025671
さらに、(式7)をピッチ角θについて解くと、次式が得られる。
Figure 2015025671
Further, when (Expression 7) is solved with respect to the pitch angle θ, the following expression is obtained.

Figure 2015025671
(式8)から分かるように、2つの基線ベクトル、および、当該2つの基線ベクトルが船首方向と成す角が分かれば、ピッチ角θを算出することができる。
Figure 2015025671
As can be seen from (Equation 8), if the two base line vectors and the angle formed by the two base line vectors with the bow direction are known, the pitch angle θ can be calculated.

そして、(式7)から分かるように、ピッチ角θと1つの基線ベクトルが分かれば、ロール角φを算出することができる。   As can be seen from (Equation 7), if the pitch angle θ and one baseline vector are known, the roll angle φ can be calculated.

さらに、(式4)のx,xに関する部分を用いると、次式が得られる。 Furthermore, the following equation can be obtained by using the portions related to x N and x E in (Equation 4).

Figure 2015025671
(式9)から分かるように、ピッチ角θとロール角φと1つの基線ベクトルが分かれば、ヨー角ψを算出することができる。
Figure 2015025671
As can be seen from (Equation 9), if the pitch angle θ, the roll angle φ, and one baseline vector are known, the yaw angle ψ can be calculated.

以上のような原理を用いて、本実施形態の演算部12は、具体的に次のフローで姿勢角[θ,φ,ψ]を算出する。 Using the principle as described above, the calculation unit 12 according to the present embodiment specifically calculates the posture angle [θ h , φ h , ψ h ] according to the following flow.

図5は、演算部で実行する姿勢角算出の具体的なフローを示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a specific flow of posture angle calculation executed by the calculation unit.

演算部12は、上述の(式8)に示す演算方法を用いて、2つの基線ベクトルを用いてピッチ角θを算出する。より具体的には、算出できている2つの基線ベクトル、および、該2つの基線ベクトルが船首方向と成す角を、(式8)に代入することで、ピッチ角θが算出される。この際、演算部12は、選択する2つの基線ベクトルの組合せを異ならせて、基線ベクトルの組毎にピッチ角θを算出する(S131)。   The calculation unit 12 calculates the pitch angle θ using the two baseline vectors using the calculation method shown in (Expression 8) described above. More specifically, the pitch angle θ is calculated by substituting the two base line vectors that have been calculated and the angle formed by the two base line vectors with the bow direction into (Equation 8). At this time, the calculation unit 12 calculates a pitch angle θ for each set of baseline vectors by changing the combination of two selected baseline vectors (S131).

演算部12は、複数のピッチ角θに対する代表ピッチ角θを算出する(S132)。具体的には、例えば、演算部12は、複数のピッチ角θの平均値を算出して、代表ピッチ角θとする。 The computing unit 12 calculates a representative pitch angle θ h for a plurality of pitch angles θ (S132). Specifically, for example, arithmetic unit 12 calculates the average value of a plurality of pitch angle theta, the representative pitch angle theta h.

演算部12は、上述の(式7)に示す演算方法を用いて、代表ピッチ角θと1つの基線ベクトルを用いて、ロール角φを算出する。より具体的には、上述の処理で算出した代表ピッチ角θ、算出できている1つの基線ベクトル、および、当該基線ベクトルの成す角を(式7)に代入して、ロール角φを算出する。この際、演算部12は、代表ピッチ角θに組み合わせる基線ベクトルを異ならせて、組合せ毎にロール角φを算出する(S133)。 The calculation unit 12 calculates the roll angle φ using the representative pitch angle θ h and one baseline vector, using the calculation method shown in (Expression 7) described above. More specifically, the roll angle φ is calculated by substituting the representative pitch angle θ h calculated in the above-described processing, one calculated baseline vector, and the angle formed by the baseline vector into (Equation 7). To do. At this time, the arithmetic unit 12, by varying the baseline vector combining the representative pitch angle theta h, to calculate the roll angle φ for each combination (S133).

演算部12は、複数のロール角φに対する代表ロール角φを算出する(S134)。具体的には、例えば、演算部12は、複数のロール角φの平均値を算出して、代表ロール角φとする。 The computing unit 12 calculates a representative roll angle φ h for a plurality of roll angles φ (S134). Specifically, for example, arithmetic unit 12 calculates the average value of a plurality of roll angle phi, the representative roll angle phi h.

演算部12は、上述の(式9)に示す演算方法を用いて、代表ピッチ角θと代表ロール角φと1つの基線ベクトルを用いて、ヨー角ψを算出する。より具体的には、上述の処理で算出した代表ピッチ角θと代表ロール角φ、算出できている1つの基線ベクトル、および、当該基線ベクトルの成す角を、(式9)に代入して、ヨー角ψを算出する。この際、演算部12は、代表ピッチ角θおよび代表ロール角φに組み合わせる基線ベクトルを異ならせて、組合せ毎にヨー角ψを算出する(S135)。 The computing unit 12 calculates the yaw angle ψ using the representative pitch angle θ h , the representative roll angle φ h, and one baseline vector using the calculation method shown in (Equation 9) described above. More specifically, the representative pitch angle θ h and the representative roll angle φ h calculated in the above processing, one calculated baseline vector, and the angle formed by the baseline vector are substituted into (Equation 9). Thus, the yaw angle ψ is calculated. At this time, the calculation unit 12 calculates the yaw angle ψ for each combination by changing the baseline vector combined with the representative pitch angle θ h and the representative roll angle φ h (S135).

演算部12は、複数のヨー角ψに対する代表ヨー角ψを算出する(S136)。具体的には、例えば、演算部12は、複数のヨー角ψの平均値を算出して、代表ヨー角ψとする。 The computing unit 12 calculates a representative yaw angle ψ h for a plurality of yaw angles ψ (S136). Specifically, for example, the calculation unit 12 calculates an average value of a plurality of yaw angles ψ and sets it as the representative yaw angle ψ h .

演算部12は、代表ピッチ角θ,代表ロール角φ,代表ヨー角ψを、姿勢角[θ,φ,ψ]に決定する(S137)。 The computing unit 12 determines the representative pitch angle θ h , the representative roll angle φ h , and the representative yaw angle ψ h as the posture angle [θ h , φ h , ψ h ] (S137).

このような方法を用いることで、姿勢角の各成分(ピッチ角、ロール角、ヨー角)を、算出できた基線ベクトルの個数に応じて、それぞれ複数個ずつ算出することができる。そして、このように複数個算出された各姿勢角成分の平均値等の代表値を用いることにより、各姿勢角成分に含まれる観測誤差が抑圧される。したがって、姿勢角を高精度に算出することができる。   By using such a method, it is possible to calculate a plurality of posture angle components (pitch angle, roll angle, yaw angle) according to the number of calculated baseline vectors. The observation error included in each posture angle component is suppressed by using a representative value such as the average value of each posture angle component thus calculated. Therefore, the attitude angle can be calculated with high accuracy.

また、同程度の精度が要求される場合には、従来の構成よりもアンテナ間隔を狭くすることができる。これにより、アンテナの配置領域を小さくでき、さらにはアンテナ装置を小型化できる。   In addition, when the same degree of accuracy is required, the antenna interval can be made narrower than the conventional configuration. Thereby, the antenna arrangement area can be reduced, and further, the antenna device can be miniaturized.

また、上述の説明では、代表値を単に平均値と記載したが、重み付けを行わない平均値であっても、重み付けを行った平均値であってもよい。重み付けを行う場合には、姿勢角を算出するのに利用する各基線ベクトルの方向と各姿勢角の方向との関係等によって、重みを決定すればよい。また、各アンテナ位置での測位精度に基づいて重み付けを行ってもよい。例えば、測位精度が高いアンテナを利用した基線ベクトルほど重みが重くなるように設定すればよい。また、上述の説明では、代表値として平均値を算出する例を示したが、中央値等の他の統計値を用いてもよい。   In the above description, the representative value is simply described as an average value, but may be an average value without weighting or an average value with weighting. When weighting is performed, the weight may be determined based on the relationship between the direction of each baseline vector and the direction of each posture angle used to calculate the posture angle. Further, weighting may be performed based on positioning accuracy at each antenna position. For example, the base line vector using an antenna with high positioning accuracy may be set so that the weight becomes heavier. In the above description, the average value is calculated as the representative value. However, other statistical values such as the median value may be used.

また、図3に示すように複数のアンテナを配置することで、姿勢角を全体として高精度に算出することができる。具体的には、図3に示すように、本実施形態の構成では、複数のアンテナ100A,100B,100C,100Dは、BODY座標のb3軸に直交する平面上に配置されており、配置中心位置Oから同距離に配置されている。また、アンテナ100A,100B,100C,100Dは、配置中心位置Oを基準点とし、それぞれに90°を成す回転対称位置にある。これにより、アンテナ100A,100B,100C,100Dは、b1方向、b2方向にも均等な配置パターンとなっている。すなわち、アンテナ100A,100B,100C,100Dは、等方性を有する配置となっている。   Further, by arranging a plurality of antennas as shown in FIG. 3, the attitude angle can be calculated with high accuracy as a whole. Specifically, as shown in FIG. 3, in the configuration of the present embodiment, the plurality of antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are arranged on a plane orthogonal to the b3 axis of the BODY coordinate, and the arrangement center position It is arranged at the same distance from O. The antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are located at rotationally symmetric positions that form 90 ° with respect to the arrangement center position O as a reference point. As a result, the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D have a uniform arrangement pattern in the b1 direction and the b2 direction. That is, the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are arranged to be isotropic.

このような配置パターンであることにより、船舶900が傾斜した場合生じる基線ベクトルの変化が、ピッチ角θおよびロール角φに対して同程度になる。したがって、ピッチ角θ、ロール角φを略同じ精度で算出することができる。これにより、ピッチ角θとロール角φについて等方性を持った精度で算出でき、これらを用いて算出されるヨー角は船体が動揺する方向に依らず同程度の精度で算出できる。この結果、方向によるバラツキが無く全体として高精度に、姿勢角を算出することができる。   With such an arrangement pattern, the change in the baseline vector that occurs when the ship 900 is tilted becomes comparable to the pitch angle θ and the roll angle φ. Therefore, the pitch angle θ and the roll angle φ can be calculated with substantially the same accuracy. Accordingly, the pitch angle θ and the roll angle φ can be calculated with isotropic accuracy, and the yaw angle calculated using these can be calculated with the same degree of accuracy regardless of the direction in which the hull is shaken. As a result, it is possible to calculate the attitude angle with high accuracy as a whole without variations in direction.

また、このようなアンテナ配置を用いることで、アンテナ装置の各アンテナと船首方向との角度がいずれの角度であっても、ピッチ角θおよびロール角φについて等方性を持った精度で算出することができる。これにより、アンテナ装置の船舶への設置方向を気にする必要が無いため、アンテナ装置の船舶への設置が容易になる。   Further, by using such an antenna arrangement, the pitch angle θ and the roll angle φ are calculated with isotropic accuracy regardless of the angle between each antenna of the antenna device and the bow direction. be able to. Thereby, since it is not necessary to care about the installation direction to the ship of an antenna apparatus, installation to the ship of an antenna apparatus becomes easy.

なお、ここでは、等方性を有する配置になっているが、略等方性であってもよい。すなわち、複数のアンテナの配置パターンが若干ずれていてもよい。この場合でも、等方性を有する場合と略同等の精度で姿勢角を算出することができる。   Here, the isotropic arrangement is used, but it may be substantially isotropic. That is, the arrangement pattern of the plurality of antennas may be slightly shifted. Even in this case, it is possible to calculate the posture angle with substantially the same accuracy as in the case of being isotropic.

また、アンテナ装置100は、アンテナ100Aの中心位置Aとアンテナ100Bの中心位置Bとを結ぶ基線ベクトル、および、アンテナ100Cの中心位置Cとアンテナ100Dの中心位置Dとを結ぶ基線ベクトルが、船舶900の船首方向(BODY座標系のb1軸方向(ヘディング方向))に平行になるように、船舶900に配置するとよい。このような配置とすることで、後述するように、姿勢角算出処理が容易になる。   In addition, the antenna device 100 has a baseline vector that connects the center position A of the antenna 100A and the center position B of the antenna 100B, and a baseline vector that connects the center position C of the antenna 100C and the center position D of the antenna 100D. It is good to arrange | position to the ship 900 so that it may become parallel to the bow direction (b1 axis direction (heading direction) of BODY coordinate system). With such an arrangement, the posture angle calculation process is facilitated as will be described later.

また、この配置を用いることで、船首方向に平行な基線ベクトルの長さが短くなる。したがって、船首方向に平行な基線ベクトルを、高速且つ高精度に算出することができる。これにより、状況によって姿勢角をさらに高速に算出することができる。   Also, by using this arrangement, the length of the baseline vector parallel to the bow direction is shortened. Therefore, the baseline vector parallel to the bow direction can be calculated at high speed and with high accuracy. Thereby, the posture angle can be calculated at higher speed depending on the situation.

次に、上述のアンテナ配置で船首方向に平行な、ピッチ角θ、ロール角φ、ヨー角ψの算出は、複数のアンテナの配置、すなわち基線ベクトルの設定方法に応じて、より具体的に、次の各方法を用いてもよい。   Next, the calculation of the pitch angle θ, the roll angle φ, and the yaw angle ψ parallel to the bow direction with the antenna arrangement described above is more specifically according to the arrangement of a plurality of antennas, that is, the setting method of the baseline vector. The following methods may be used.

(ピッチ角θの算出方法)
図6は、ピッチ角θの算出フローを示すフローチャートである。
(Calculation method of pitch angle θ)
FIG. 6 is a flowchart showing a calculation flow of the pitch angle θ.

まず、基線ベクトルが1個以上確定しているかどうかを検出する。基線ベクトルが1つも確定していなければ(S311:NO)、ピッチ角θの算出は不能と判断する(S317)。   First, it is detected whether one or more baseline vectors are determined. If no baseline vector has been determined (S311: NO), it is determined that the pitch angle θ cannot be calculated (S317).

基線ベクトルが1個以上確定している場合は(S311:YES)、確定している基線ベクトルの個数Nを取得する。   When one or more baseline vectors are determined (S311: YES), the number N of determined baseline vectors is acquired.

基線ベクトルが1個の場合(S312:N=1)、当該基線ベクトルが船首方向すなわちb1軸方向と平行であるかを検出する。基線ベクトルが船首方向と平行でなければ(S313:NO)、ピッチ角θの算出は不能と判断する(S317)。一方、基線ベクトルが船首方向と平行であれば(S313:YES)、すなわち、図3のアンテナ配置の場合、確定している基線ベクトルが基線ベクトルAB,CDのいずれかであれば、この基線ベクトルを用いて、ピッチ角θを算出する(S314)。この場合は、ΔまたはΔが0°,180°として、上述の(式8)からピッチ角θを算出することができる。 When there is one baseline vector (S312: N = 1), it is detected whether the baseline vector is parallel to the bow direction, that is, the b1 axis direction. If the baseline vector is not parallel to the bow direction (S313: NO), it is determined that the pitch angle θ cannot be calculated (S317). On the other hand, if the baseline vector is parallel to the bow direction (S313: YES), that is, in the case of the antenna arrangement of FIG. 3, if the established baseline vector is one of the baseline vectors AB and CD, this baseline vector. Is used to calculate the pitch angle θ (S314). In this case, it is possible to calculate the pitch angle θ from the above (Equation 8) with Δ 1 or Δ 2 being 0 ° and 180 °.

基線ベクトルが2個の場合(S312:N=2)、当該2個の基線ベクトルが船首方向に直交するかどうかを検出する。2個の基線ベクトルが船首方向に直交していると(S315:YES)、すなわち、図3のアンテナ配置の場合、確定している基線ベクトルが基線ベクトルBC,DAのいずれかであれば、ピッチ角θの算出は不能と判断する(S317)。一方、2個の基線ベクトルが船首方向に直交していなければ(S315:NO)、当該2個の基線ベクトルを組にして、上述の(式8)を用いてピッチ角θを算出する(S316)。   When there are two baseline vectors (S312: N = 2), it is detected whether the two baseline vectors are orthogonal to the bow direction. If the two baseline vectors are orthogonal to the bow direction (S315: YES), that is, in the case of the antenna arrangement of FIG. 3, if the determined baseline vector is one of the baseline vectors BC and DA, the pitch It is determined that the angle θ cannot be calculated (S317). On the other hand, if the two baseline vectors are not orthogonal to the bow direction (S315: NO), the pitch angle θ is calculated using the above-described (Equation 8) by combining the two baseline vectors (S316). ).

基線ベクトルが3個以上の場合(S312:N≧3)、確定している複数の基線ベクトルから2個の基線ベクトルを選択し、当該2個の基線ベクトルから上述の(式8)を用いてピッチ角θを算出する(S316)。   When there are three or more baseline vectors (S312: N ≧ 3), two baseline vectors are selected from a plurality of established baseline vectors, and the above-described (Equation 8) is used from the two baseline vectors. The pitch angle θ is calculated (S316).

(ロール角φの算出方法)
図7は、ロール角φの算出フローを示すフローチャートである。
(Calculation method of roll angle φ)
FIG. 7 is a flowchart showing a calculation flow of the roll angle φ.

まず、代表ピッチ角θが使用可能か判断し、代表ピッチ角θが使用可能でなければ(S321:NO)、船首方向に直交する基線ベクトルがあるか検出する。船首方向に直交する基線ベクトルが無ければ(S322:NO)、ロール角φの算出は不能と判断する(S328)。船首方向に直交する基線ベクトルが有れば(S322:YES)、当該基線ベクトルを用いてロール角φを算出する(S323)。なお、この場合のロール角φの算出方法は、基線ベクトルのb3方向の動きがロール角φに対応するので、これを利用してロール角φを算出すればよい。 First, it is determined whether the representative pitch angle theta h are available, unless a representative pitch angle theta h is available (S321: NO), to detect whether there is a baseline vector perpendicular to the bow direction. If there is no baseline vector orthogonal to the bow direction (S322: NO), it is determined that the roll angle φ cannot be calculated (S328). If there is a baseline vector orthogonal to the bow direction (S322: YES), the roll angle φ is calculated using the baseline vector (S323). In this case, the roll angle φ is calculated using the b3 direction motion of the base line vector corresponding to the roll angle φ.

代表ピッチ角θが使用可能であれば(S321:YES)、基線ベクトルの個数Nを取得する。 Representative pitch angle theta h if one is available (S321: YES), obtains the number N of the baseline vector.

基線ベクトルが1個の場合(S324:N=1)、当該基線ベクトルが船首方向すなわちb1軸方向と平行であるかを検出する。基線ベクトルが船首方向と平行であれば(S326:YES)、すなわち、図3のアンテナ配置の場合、確定している基線ベクトルが基線ベクトルAB,CDのいずれかであれば、ロール角φの算出は不能と判断する(S328)。当該基線ベクトルが船首方向と平行でなければ(S326:NO)、当該基線ベクトルと代表ピッチ角θとを組にして、上述の(式7)を用いてロール角φを算出する(S327)。 When there is one baseline vector (S324: N = 1), it is detected whether the baseline vector is parallel to the bow direction, that is, the b1 axis direction. If the base line vector is parallel to the bow direction (S326: YES), that is, in the case of the antenna arrangement of FIG. 3, if the determined base line vector is one of the base line vectors AB and CD, the roll angle φ is calculated. Is determined to be impossible (S328). If the baseline vector is not parallel to the bow direction (S326: NO), and the baseline vector and representative pitch angle theta h in the set, to calculate the roll angle φ using the above (Formula 7) (S327) .

基線ベクトルが2個の場合(S324:N=2)、当該2個の基線ベクトルが船首方向に平行であるかを検出する。2個の基線ベクトルが船首方向に平行であれば(S325:YES)、すなわち、図3のアンテナ配置の場合、確定している基線ベクトルが基線ベクトルBC,DAであれば、ロール角φの算出は不能と判断する(S328)。一方、2個の基線ベクトルが船首方向に直交していなければ(S325:NO)、当該2個の基線ベクトルのいずれかを選択し、選択した基線ベクトルと代表ピッチ角θとを組にして、上述の(式7)を用いてロール角φを算出する(S327)。 When there are two baseline vectors (S324: N = 2), it is detected whether the two baseline vectors are parallel to the bow direction. If the two baseline vectors are parallel to the bow direction (S325: YES), that is, in the case of the antenna arrangement of FIG. 3, if the determined baseline vectors are the baseline vectors BC and DA, the roll angle φ is calculated. Is determined to be impossible (S328). On the other hand, if the two baseline vector has not orthogonal to the bow direction (S325: NO), you select one of the two baseline vector, and a set with selected baseline vector and representative pitch angle theta h Then, the roll angle φ is calculated using (Equation 7) described above (S327).

基線ベクトルが3個以上の場合(S324:N≧3)、確定している複数の基線ベクトルから1個の基線ベクトルを選択し、当該基線ベクトルと代表ピッチ角θとを組にして、上述の(式7)を用いてロール角φを算出する(S327)。 If baseline vector is 3 or more (S324: N ≧ 3), select one baseline vector from a plurality of baseline vector has been finalized, and the representative pitch angle theta h with the baseline vector pair, above The roll angle φ is calculated using (Equation 7) (S327).

(ヨー角ψの算出方法)
図8は、ヨー角ψの算出フローを示すフローチャートである。
(Calculation method of yaw angle ψ)
FIG. 8 is a flowchart showing a calculation flow of the yaw angle ψ.

まず、代表ピッチ角θが使用可能か判断し、代表ピッチ角θが使用可能でなければ(S331:NO)、ヨー角ψの算出は不能と判断する(S336)。 First, it is determined whether the representative pitch angle theta h are available, unless a representative pitch angle theta h is available (S331: NO), the calculation of the yaw angle ψ is determined impossible (S336).

代表ピッチ角θが使用可能であれば(S321:YES)、代表ロール角φが使用可能か判断する。代表ロール角φが使用可能でなければ(S332:NO)、船首方向に平行な基線ベクトルがあるか検出する。船首方向に平行な基線ベクトルが無ければ(S334:NO)、ヨー角ψの算出は不能と判断する(S336)。船首方向に平行な基線ベクトルがあれば(S334:YES)、当該基線ベクトルと代表ピッチ角θとを用いて、ヨー角ψを算出する(S335)。なお、この場合のヨー角ψの算出方法は、基線ベクトルのb2方向の動きがヨー角ψに対応するので、これを利用してヨー角ψを算出すればよい。 Representative pitch angle theta h if one is available (S321: YES), the representative roll angle phi h determines whether available. If possible representative roll angle phi h is used (S332: NO), to detect whether there is the baseline vector parallel to the fore direction. If there is no baseline vector parallel to the bow direction (S334: NO), it is determined that the yaw angle ψ cannot be calculated (S336). If there is a baseline vector parallel to the fore direction (S334: YES), using with the baseline vector and representative pitch angle theta h, it calculates the yaw angle [psi (S335). In this case, the yaw angle ψ can be calculated by calculating the yaw angle ψ using the yaw angle ψ since the movement of the baseline vector in the b2 direction corresponds to the yaw angle ψ.

代表ロール角φが使用可能であれば(S332)、代表ピッチ角θおよび代表ロール角φと基線ベクトルとを組にして、上述の(式9)を用いてヨー角ψを算出する(S333)。 If the representative roll angle φ h is usable (S332), the representative pitch angle θ h, the representative roll angle φ h, and the base line vector are combined to calculate the yaw angle ψ using the above-described (Equation 9). (S333).

このような構成および処理を採用することで、アンテナ配置によっては、より少ない基線ベクトルで、姿勢角を算出することができる。   By adopting such a configuration and processing, depending on the antenna arrangement, the posture angle can be calculated with fewer baseline vectors.

次に、本発明の第2の実施形態に係る状態算出装置について、図を参照して説明する。図9は、本発明の第2の実施形態に係る状態算出装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の状態算出装置10Aは、概略的には、姿勢角だけでなく、位置(位置座標)および速度も算出する点で、第1の実施形態の状態算出装置10と異なる。   Next, a state calculation apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a state calculation apparatus according to the second embodiment of the present invention. The state calculation device 10A of the present embodiment is generally different from the state calculation device 10 of the first embodiment in that not only the posture angle but also the position (positional coordinates) and speed are calculated.

演算部12Aは、姿勢角演算部121、速度演算部122、および位置演算部123を備える。姿勢角演算部121は、第1の実施形態に係る演算部12と同じ構成で同じ処理を行っている。   The calculation unit 12A includes an attitude angle calculation unit 121, a speed calculation unit 122, and a position calculation unit 123. The posture angle calculation unit 121 performs the same processing with the same configuration as the calculation unit 12 according to the first embodiment.

速度演算部122は、搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Aの位置での速度を算出する。速度演算部122は、搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Bの位置での速度を算出する。速度演算部122は、搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Cの位置での速度を算出する。速度演算部122は、搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Dの位置での速度を算出する。 The speed calculation unit 122 calculates the speed at the position of the antenna 100A from the carrier phase measurement value ADR A. The speed calculation unit 122 calculates the speed at the position of the antenna 100B from the carrier phase measurement value ADR B. The speed calculation unit 122 calculates the speed at the position of the antenna 100C from the carrier phase measurement value ADR C. The speed calculation unit 122 calculates the speed at the position of the antenna 100D from the carrier phase measurement value ADR D.

速度演算部122は、アンテナ100A,100B,100C,100Dの速度から、船舶900の速度を算出する。速度演算部122では、各アンテナ100A,100B,100C,100Dの位置に限らず、例えば、船舶900の船首位置等、船舶900の特定位置の速度を算出することができる。   The speed calculation unit 122 calculates the speed of the ship 900 from the speeds of the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D. The speed calculation unit 122 can calculate the speed of a specific position of the ship 900, such as the bow position of the ship 900, for example, without being limited to the position of each antenna 100A, 100B, 100C, 100D.

速度演算部122は、次に、フローを用いて速度を算出する。図10は、本発明の第2の実施形態に係る速度算出フローを示すフローチャートである。   Next, the speed calculation unit 122 calculates the speed using the flow. FIG. 10 is a flowchart showing a speed calculation flow according to the second embodiment of the present invention.

まず、速度演算部122は、搬送波位相測定値が算出されている各アンテナ位置での速度を算出する(S401)。速度演算部122は、搬送波位相測定値の時間変化量から速度を算出する。   First, the speed calculator 122 calculates the speed at each antenna position where the carrier phase measurement value is calculated (S401). The speed calculator 122 calculates the speed from the amount of time change of the carrier phase measurement value.

速度演算部122は、姿勢角[θ,φ,ψ]の時間変化量から、各アンテナ位置での角速度を算出する(S402)。 The velocity calculation unit 122 calculates the angular velocity at each antenna position from the amount of time change of the posture angle [θ h , φ h , ψ h ] (S402).

速度算出部122は、算出した角速度を用いて、各アンテナ位置での速度算出用補正値(レバーアーム補正値)を算出する(S403)。速度算出用補正値(レバーアーム補正値)とは、レバーアーム効果による角速度が速度に与える影響を抑圧する補正値である。レバーアーム効果とは、船舶900に角速度が加わると、重心Pa以外の位置では、観測される速度に角速度の影響が含まれることである。   The speed calculation unit 122 calculates a speed calculation correction value (lever arm correction value) at each antenna position using the calculated angular speed (S403). The speed calculation correction value (lever arm correction value) is a correction value that suppresses the influence of the angular velocity due to the lever arm effect on the speed. The lever arm effect is that when an angular velocity is applied to the ship 900, the observed velocity includes the influence of the angular velocity at positions other than the center of gravity Pa.

速度演算部122は、速度算出用補正値を用いて各アンテナ位置の速度を補正する(S404)。   The speed calculation unit 122 corrects the speed of each antenna position using the speed calculation correction value (S404).

速度演算部122は、各アンテナ位置の補正後の速度を用いて、所望位置の速度を算出する。この際、速度演算部122は、各アンテナ位置と所望位置との距離に基づく幾何学的平均値によって、所望位置(例えば、船舶900の重心Pa位置や船首位置等)の速度を算出する(S405)。   The speed calculation unit 122 calculates the speed of the desired position using the corrected speed of each antenna position. At this time, the speed calculation unit 122 calculates the speed of the desired position (for example, the center of gravity Pa position or the bow position of the ship 900) based on the geometric average value based on the distance between each antenna position and the desired position (S405). ).

そして、上述の姿勢角を用いて角速度を算出しているので、速度算出用補正値を高精度に算出することができる。これにより、レバーアーム効果を高精度に抑圧し、速度を高精度に算出することができる。   Since the angular velocity is calculated using the attitude angle described above, the velocity calculation correction value can be calculated with high accuracy. Thereby, the lever arm effect can be suppressed with high accuracy, and the speed can be calculated with high accuracy.

速度演算部122は、次の方法で速度を算出してもよい。図11は、本発明の第2の実施形態に係る別の速度算出フローを示すフローチャートである。   The speed calculation unit 122 may calculate the speed by the following method. FIG. 11 is a flowchart showing another speed calculation flow according to the second embodiment of the present invention.

速度演算部122は、搬送波位相測定値が算出されている各アンテナ位置での速度を算出する(S411)。速度演算部122は、搬送波位相測定値の時間変化量から速度を算出する。   The velocity calculation unit 122 calculates the velocity at each antenna position where the carrier phase measurement value is calculated (S411). The speed calculator 122 calculates the speed from the amount of time change of the carrier phase measurement value.

速度演算部122は、各アンテナ位置の速度を用いて、所望位置の速度を算出する。この際、速度演算部122は、各アンテナ位置と所望位置との距離に基づく幾何学的平均値によって、所望位置の速度を算出する(S412)。   The speed calculation unit 122 calculates the speed of the desired position using the speed of each antenna position. At this time, the speed calculation unit 122 calculates the speed of the desired position based on the geometric average value based on the distance between each antenna position and the desired position (S412).

速度演算部122は、姿勢角[θ,φ,ψ]の時間変化量から、各アンテナ位置での角速度を算出する(S413)。速度算出部122は、算出した角速度を用いて、所望位置での速度算出用補正値(レバーアーム補正値)を算出する(S414)。なお、これらの処理は、上述の速度算出処理と平行に行ってもよく、速度算出処理よりも前に行ってもよい。 The speed calculation unit 122 calculates the angular speed at each antenna position from the amount of time change of the posture angle [θ h , φ h , ψ h ] (S413). The speed calculation unit 122 calculates a speed calculation correction value (lever arm correction value) at a desired position using the calculated angular speed (S414). Note that these processes may be performed in parallel with the speed calculation process described above, or may be performed before the speed calculation process.

速度演算部122は、所望位置に対する速度算出用補正値を用いて、所望位置の速度を補正する(S415)。   The speed calculation unit 122 corrects the speed of the desired position using the speed calculation correction value for the desired position (S415).

このような方法であっても、上述の姿勢角を用いて角速度を算出しているので、速度算出用補正値を高精度に算出することができる。これにより、レバーアーム効果を高精度に抑圧し、速度を高精度に算出することができる。   Even with such a method, since the angular velocity is calculated using the above-described attitude angle, the velocity calculation correction value can be calculated with high accuracy. Thereby, the lever arm effect can be suppressed with high accuracy, and the speed can be calculated with high accuracy.

なお、上述の説明では、搬送波位相測定値を算出しているアンテナが変化しない場合を示したが、測位信号の受信状態によっては、搬送波位相測定値を算出できないアンテナが存在する場合もある。   In the above description, the case where the antenna that calculates the carrier phase measurement value does not change is shown. However, depending on the reception state of the positioning signal, there may be an antenna that cannot calculate the carrier phase measurement value.

この場合、幾何学的平均値が算出される位置が、所望位置と異なる場合が生じる。図12は、幾何学的平均値の算出位置と所望位置のズレの様子および補正の概念を表す図である。図12では、複数のアンテナ100A,100B,100C,100Dの配置中心位置Oを所望位置とする場合を示している。   In this case, the position where the geometric average value is calculated may be different from the desired position. FIG. 12 is a diagram showing a shift between the calculated position of the geometric mean value and the desired position and the concept of correction. FIG. 12 shows a case where the arrangement center position O of the plurality of antennas 100A, 100B, 100C, and 100D is set as a desired position.

図12(A)に示すように、全てのアンテナ100A,100B,100C,100Dの位置での搬送波位相測定値が算出できている状況では、全てのアンテナ100A,100B,100C,100Dの位置での速度の幾何学的平均値が、配置中心位置O(所望位置)の速度となる。   As shown in FIG. 12A, in the situation where the carrier phase measurement values at the positions of all antennas 100A, 100B, 100C, and 100D can be calculated, the values at the positions of all antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are obtained. The geometric average value of the speeds is the speed of the arrangement center position O (desired position).

図12(B)に示すように、アンテナ100Dの位置での搬送波位相測定値が算出できない状態では、当該アンテナ100Dの位置での搬送波位相測定値を、所望位置の速度算出に利用することはできない。したがって、幾何学的平均値は、アンテナ100A,100B,100Cの幾何学的平均位置O’の値となり、配置中心位置Oとは異なる位置の値となる。   As shown in FIG. 12B, in a state where the carrier phase measurement value at the position of the antenna 100D cannot be calculated, the carrier phase measurement value at the position of the antenna 100D cannot be used to calculate the velocity at the desired position. . Therefore, the geometric average value is a value of the geometric average position O ′ of the antennas 100A, 100B, and 100C, and is a value at a position different from the arrangement center position O.

この場合、アンテナ100A,100B,100C,100Dの位置関係は既知であるので、全てのアンテナ100A,100B,100C,100Dの幾何学的平均位置(配置中心位置O)と、それぞれ少なくとも2つのアンテナの組合せの幾何学的平均位置との位置誤差を予め記憶しておく。そして、この位置誤差を補正する補正値を設定しておく。この際、速度算出用補正値(レバーアーム補正値)の変化分も考慮した補正値を設定する。   In this case, since the positional relationship between the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D is known, the geometric average position (arrangement center position O) of all the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D, and at least two antennas respectively. A position error from the geometric average position of the combination is stored in advance. Then, a correction value for correcting this position error is set. At this time, a correction value is set in consideration of the change in the speed calculation correction value (lever arm correction value).

所望位置である配置中心位置Oの速度を算出する場合には、搬送波位相測定値を算出しているアンテナを検出し、アンテナの組合せに応じて速度の幾何学的平均値を補正すればよい。   When calculating the speed of the arrangement center position O, which is a desired position, the antenna for which the carrier phase measurement value is calculated may be detected, and the geometric average value of the speed may be corrected according to the combination of antennas.

なお、ここでは、全てのアンテナ100A,100B,100C,100Dの配置中心位置Oを、基準となる所望位置に設定する例を示したが、他の位置であっても、同様の概念を用いて補正すれば、所望位置の速度を正確に補正することができる。   Here, an example in which the arrangement center position O of all the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D is set as a reference desired position is shown, but the same concept is used even at other positions. If corrected, the speed of the desired position can be corrected accurately.

位置演算部123は、擬似距離PRもしくは搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Aの位置座標を算出する。位置演算部123は、擬似距離PRもしくは搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Bの位置座標を算出する。位置演算部123は、擬似距離PRもしくは搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Cの位置座標を算出する。位置演算部123は、擬似距離PRもしくは搬送波位相測定値ADRからアンテナ100Dの位置座標を算出する。 The position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the antenna 100A from the pseudo distance PR A or the carrier phase measurement value ADR A. The position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the antenna 100B from the pseudo distance PR B or the carrier phase measurement value ADR B. Position calculating unit 123 calculates the position coordinates of the antenna 100C from pseudorange PR C or carrier-phase measurements ADR C. The position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the antenna 100D from the pseudo distance PR D or the carrier phase measurement value ADR D.

位置演算部123は、アンテナ100A,100B,100C,100Dの位置座標から、所望位置の位置座標を算出する。所望位置とは、例えば、配置中心位置Oや、船舶900の船首位置等である。   The position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the desired position from the position coordinates of the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D. The desired position is, for example, the arrangement center position O, the bow position of the ship 900, or the like.

位置演算部123は、次に、フローを用いて速度を算出する。図13は、本発明の第2の実施形態に係る位置算出フローを示すフローチャートである。   Next, the position calculation unit 123 calculates the velocity using the flow. FIG. 13 is a flowchart showing a position calculation flow according to the second embodiment of the present invention.

まず、位置演算部123は、擬似距離もしくは搬送波位相測定値が算出されている各アンテナ位置の位置座標を算出する(S501)。位置座標の算出方法は既知であり、具体的な方法は省略するが、擬似距離を用いる場合には搬送波位相測定値を用いる場合よりも位置座標の算出初期から速く位置座標を算出でき、搬送波位相測定値を用いる場合には擬似距離を用いる場合よりも位置座標を高精度に算出することができる。   First, the position calculator 123 calculates the position coordinates of each antenna position for which the pseudorange or carrier phase measurement value is calculated (S501). The method for calculating the position coordinates is known, and a specific method is omitted. However, when using the pseudorange, the position coordinates can be calculated faster from the initial position coordinate calculation than when using the carrier phase measurement, and the carrier phase When using the measured value, the position coordinates can be calculated with higher accuracy than when using the pseudorange.

位置演算部123は、上述のように複数の基線ベクトルから算出した姿勢角[θ,φ,ψ]を用いて、各アンテナ位置の位置算出用補正値を算出する(S502)。 The position calculation unit 123 calculates a position calculation correction value for each antenna position using the posture angles [θ h , φ h , ψ h ] calculated from a plurality of baseline vectors as described above (S502).

位置演算部123は、位置算出用補正値を用いて各アンテナ位置の位置座標を補正する(S503)。   The position calculation unit 123 corrects the position coordinates of each antenna position using the position calculation correction value (S503).

位置演算部123は、各アンテナ位置の補正後の位置座標を用いて、所望位置の位置座標を算出する。この際、位置演算部123は、各アンテナ位置と所望位置との距離に基づく幾何学的平均値によって、所望位置の位置座標を算出する(S504)。   The position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the desired position using the corrected position coordinates of each antenna position. At this time, the position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the desired position based on the geometric average value based on the distance between each antenna position and the desired position (S504).

そして、上述の姿勢角を用いていることで、位置算出用補正値を高精度に算出することができる。これにより、揺動による位置算出誤差を高精度に抑圧し、所望位置の位置座標を高精度に算出することができる。   And by using the above-mentioned attitude angle, the position calculation correction value can be calculated with high accuracy. As a result, the position calculation error due to the swing can be suppressed with high accuracy, and the position coordinates of the desired position can be calculated with high accuracy.

位置演算部123は、次の方法で速度を算出してもよい。図14は、本発明の第2の実施形態に係る別の位置算出フローを示すフローチャートである。   The position calculation unit 123 may calculate the speed by the following method. FIG. 14 is a flowchart showing another position calculation flow according to the second embodiment of the present invention.

まず、位置演算部123は、擬似距離もしくは搬送波位相測定値が算出されている各アンテナ位置の位置座標を算出する(S511)。   First, the position calculator 123 calculates the position coordinates of each antenna position for which the pseudorange or carrier phase measurement value is calculated (S511).

位置演算部123は、各アンテナ位置と所望位置との距離に基づく幾何学的平均値によって、所望位置の位置座標を算出する(S512)。   The position calculation unit 123 calculates the position coordinates of the desired position based on the geometric average value based on the distance between each antenna position and the desired position (S512).

位置演算部123は、上述のように複数の基線ベクトルから算出した姿勢角[θ,φ,ψ]を用いて、所望位置の位置算出用補正値を算出する(S513)。 The position calculation unit 123 calculates a position calculation correction value for the desired position using the posture angles [θ h , φ h , ψ h ] calculated from the plurality of baseline vectors as described above (S513).

位置演算部123は、所望位置用の位置算出用補正値を用いて所望位置の位置座標を補正する(S514)。   The position calculation unit 123 corrects the position coordinates of the desired position using the position calculation correction value for the desired position (S514).

このような方法であっても、上述の姿勢角を用いているので、位置算出用補正値を高精度に算出することができる。これにより、揺動による位置算出誤差を高精度に抑圧し、所望位置の位置座標を高精度に算出することができる。   Even in such a method, since the posture angle is used, the position calculation correction value can be calculated with high accuracy. As a result, the position calculation error due to the swing can be suppressed with high accuracy, and the position coordinates of the desired position can be calculated with high accuracy.

なお、位置算出の場合も、上述の速度算出と同様に、図12に示す補正、すなわち、搬送波位相測定値を算出できているアンテナの組合せによる補正を、適用することができる。   In the case of position calculation as well, the correction shown in FIG. 12, that is, the correction based on the combination of antennas capable of calculating the carrier phase measurement value, can be applied as in the above-described velocity calculation.

以上に示した状態算出装置、状態算出方法、状態算出プログラムは、船舶900等の移動体に装着して利用することができる。図15は、本実施形態に係る状態算出装置を装着した船舶の概略構成図である。なお、ここでは、移動体として船舶900を例に説明するが、他の水上移動体、水中移動体、飛行機等の空中移動体、自動車等の陸上移動体にも、本実施形態の構成を適用することができる。   The state calculation device, the state calculation method, and the state calculation program described above can be used by being mounted on a moving body such as the ship 900. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a ship equipped with the state calculation device according to the present embodiment. Here, the ship 900 will be described as an example of the moving body, but the configuration of the present embodiment is also applied to other water moving bodies, underwater moving bodies, aerial moving bodies such as airplanes, and land moving bodies such as automobiles. can do.

船舶900は、状態算出装置10A、制御部901、動力902、舵903を備える。状態算出装置10Aは、上述の方法を用いて、位置[P,P,P]、速度[V,V,V]、姿勢角[φ,θ,ψ]を算出して出力する。 The ship 900 includes a state calculation device 10A, a control unit 901, power 902, and a rudder 903. The state calculation device 10A uses the above-described method to determine the position [P N , P E , P D ], the velocity [V N , V E , V D ], and the posture angle [φ h , θ h , ψ h ]. Calculate and output.

制御部901は、位置[P,P,P]、速度[V,V,V]、姿勢角[φ,θ,ψ]を用いて、航行制御処理を実行する。例えば、制御部901は、現在の自船位置と目的位置とから最も効率的な航行ルートを推定する自動航行制御を行ったり、自船位置の変化から定点位置に止まるための定点保持制御を行ったりする。 The control unit 901 executes the navigation control process using the position [P N , P E , P D ], the speed [V N , V E , V D ], and the attitude angle [φ h , θ h , ψ h ]. To do. For example, the control unit 901 performs automatic navigation control for estimating the most efficient navigation route from the current own ship position and the target position, or performs fixed point holding control for stopping at a fixed position from a change in the own ship position. Or

制御部901は、設定した制御内容に基づいて、動力902および舵903に制御信号を発生する。動力902および舵903は、制御信号に基づいて動作する。   The control unit 901 generates control signals for the power 902 and the rudder 903 based on the set control content. The power 902 and the rudder 903 operate based on the control signal.

このような構成では、上述のように、姿勢角、位置、速度が高精度に算出されるので、各種制御を高精度に実現することができる。例えば、自動航行制御であれば、最適な航行ルートで船舶900を自動航行させることができる。また、定点保持制御であれば、高精度に定点保持を行うことができる。   In such a configuration, as described above, since the attitude angle, position, and speed are calculated with high accuracy, various controls can be realized with high accuracy. For example, if it is automatic navigation control, the ship 900 can be automatically navigated by the optimal navigation route. In addition, if fixed point holding control is performed, fixed point holding can be performed with high accuracy.

なお、上述の説明では、複数のアンテナを、等方性を持って配置する例を示したが、次に示す配置パターンを用いてもよい。図16、図17、図18は、複数のアンテナの派生配置パターンを示す図である。   In the above description, an example in which a plurality of antennas are arranged with isotropy has been shown, but the following arrangement pattern may be used. 16, FIG. 17, and FIG. 18 are diagrams showing a derived arrangement pattern of a plurality of antennas.

図16に示すアンテナ装置101は、3つのアンテナ100A,100B,100Cを備える。アンテナ100Aは、アンテナ100B,100Cよりも船首方向に離間して配置されている。アンテナ100B,100Cは、船首方向に直交する方向に沿って配置されている。アンテナ100Bの位置とアンテナ100Cの位置を結ぶ垂直二等分線上に、アンテナ100Aが配置されている。アンテナ100Bの位置とアンテナ100Cの位置との距離は、アンテナ100Bの位置とアンテナ100Cの位置との中点とアンテナ100Aの位置との距離と比較して短い。   The antenna device 101 shown in FIG. 16 includes three antennas 100A, 100B, and 100C. The antenna 100A is arranged away from the antennas 100B and 100C in the bow direction. The antennas 100B and 100C are arranged along a direction orthogonal to the bow direction. The antenna 100A is arranged on a vertical bisector connecting the position of the antenna 100B and the position of the antenna 100C. The distance between the position of antenna 100B and the position of antenna 100C is shorter than the distance between the midpoint between the position of antenna 100B and the position of antenna 100C and the position of antenna 100A.

このようなアンテナ配置を用いることで、アンテナ100A,100Bからなる基線ベクトルおよびアンテナ100C,100Aからなる基線ベクトルは、船首方向に長い基線ベクトルとなる。したがって、船首方向の成分が長い基線ベクトルを複数確保できるので、ピッチ角θおよびヨー角ψを高精度に算出することができる。   By using such an antenna arrangement, the baseline vector composed of the antennas 100A and 100B and the baseline vector composed of the antennas 100C and 100A become a baseline vector that is long in the bow direction. Therefore, since a plurality of baseline vectors having a long bow direction component can be secured, the pitch angle θ and the yaw angle ψ can be calculated with high accuracy.

図17に示すアンテナ装置102は、4つのアンテナ100A,100B,100C,100Dを備える。アンテナ100Aとアンテナ100Cは、船首方向に沿って配置されている。アンテナ100Bとアンテナ100Dは、船首方向に直交する方向に沿って配置されている。アンテナ100Aの位置とアンテナ100Cの位置との距離は、アンテナ100Bの位置とアンテナ100Dの位置との距離と比較して大幅に長い。アンテナ100Aの位置とアンテナ100Cの位置との中点と、アンテナ100Bの位置とアンテナ100Bの位置との中点は、一致している。このように、アンテナ装置102は、船首方向に平行な対角線が長く、船首方向に直交する対角線が短い菱形形状で、アンテナ100A,100B,100C,100Dが配置されている。   The antenna device 102 shown in FIG. 17 includes four antennas 100A, 100B, 100C, and 100D. The antenna 100A and the antenna 100C are arranged along the bow direction. The antenna 100B and the antenna 100D are disposed along a direction orthogonal to the bow direction. The distance between the position of the antenna 100A and the position of the antenna 100C is significantly longer than the distance between the position of the antenna 100B and the position of the antenna 100D. The midpoint between the position of the antenna 100A and the position of the antenna 100C matches the midpoint of the position of the antenna 100B and the position of the antenna 100B. As described above, the antenna device 102 has a rhombus shape having a long diagonal line parallel to the bow direction and a short diagonal line perpendicular to the bow direction, and the antennas 100A, 100B, 100C, and 100D are arranged.

このようなアンテナ配置を用いることで、船首方向の成分が長い基線ベクトル数をさらに多くできる。これにより、ピッチ角θおよびヨー角ψをさらに高精度に算出することができる。   By using such an antenna arrangement, the number of baseline vectors having a long bow direction component can be further increased. Thereby, the pitch angle θ and the yaw angle ψ can be calculated with higher accuracy.

図18に示すアンテナ装置103は、図16に示したアンテナ装置101に対して、さらにアンテナ100D,100Eを追加したものである。アンテナ100D,100Eは、アンテナ100Bの位置とアンテナ100Cの位置を結ぶ垂直二等分線上に配置されている。アンテナ100D,100Eは、アンテナ100Aの位置とアンテナ100Cの位置との中点と、アンテナ100Aの位置との間に配置されている。すなわち、アンテナ100A,100D,100Eは、船首方向に沿って間隔を空けて配置されている。   An antenna device 103 shown in FIG. 18 is obtained by adding antennas 100D and 100E to the antenna device 101 shown in FIG. The antennas 100D and 100E are arranged on a perpendicular bisector connecting the position of the antenna 100B and the position of the antenna 100C. The antennas 100D and 100E are disposed between the midpoint between the position of the antenna 100A and the position of the antenna 100C and the position of the antenna 100A. That is, the antennas 100A, 100D, and 100E are arranged at intervals along the bow direction.

このようなアンテナ配置を用いることで、船首方向の成分が長い基線ベクトル数をさらに多くできる。これにより、ピッチ角θおよびヨー角ψをさらに高精度に算出することができる。   By using such an antenna arrangement, the number of baseline vectors having a long bow direction component can be further increased. Thereby, the pitch angle θ and the yaw angle ψ can be calculated with higher accuracy.

なお、図16、図18に示すアンテナ配置は、ヘディング方向に直交する面を基準面として面対称の配置であってもよい。   Note that the antenna arrangements shown in FIGS. 16 and 18 may be plane-symmetrical with respect to a plane orthogonal to the heading direction.

また、アンテナの配置パターンはこれらの例に限るものではなく、特定の姿勢角成分を高精度で算出したい場合には、当該特定の姿勢角成分を含む二平面に共有する軸方向に沿って長いベクトル成分を有する基線ベクトルを構成するように、複数のアンテナを配置すればよい。   Further, the antenna arrangement pattern is not limited to these examples. When a specific posture angle component is to be calculated with high accuracy, the antenna arrangement pattern is long along the axial direction shared by two planes including the specific posture angle component. A plurality of antennas may be arranged so as to constitute a baseline vector having a vector component.

また、上述の説明では、姿勢角の各成分であるピッチ角θ、ロール角φ、およびヨー角ψを基線ベクトルから算出する例を示した。しかしながら、測位信号を用いた姿勢角算出部(もしくは測位部)とIMU(Inertial Measurement Unit(慣性計測装置))とを統合した統合システムの場合、次の方法でヨー角を算出してもよい。ピッチ角θとロール角φは、慣性センサで計測する。演算部は、慣性センサで計測したピッチ角θおよびロール角φと、測位信号に基づく基線ベクトルを用いて、ヨー角を算出する。また、ピッチ角θのみを慣性センサで計測し、ロール角φとヨー角ψを、慣性センサで計測したピッチ角θと基線ベクトルから、順次算出してもよい。   In the above description, the example in which the pitch angle θ, the roll angle φ, and the yaw angle ψ, which are components of the posture angle, are calculated from the baseline vector has been shown. However, in the case of an integrated system in which an attitude angle calculation unit (or positioning unit) using a positioning signal and an IMU (Internal Measurement Unit) are integrated, the yaw angle may be calculated by the following method. The pitch angle θ and the roll angle φ are measured with an inertial sensor. The calculation unit calculates the yaw angle using the pitch angle θ and the roll angle φ measured by the inertial sensor and the baseline vector based on the positioning signal. Alternatively, only the pitch angle θ may be measured by the inertial sensor, and the roll angle φ and the yaw angle ψ may be sequentially calculated from the pitch angle θ and the baseline vector measured by the inertial sensor.

また、上述の説明では、各アンテナ間の距離すなわち基線長と測位信号の波長との関係を具体的に示していないが、最短の基線長が測位信号の半波長以下であると、本発明の構成がより有効に作用する。   In the above description, the distance between the antennas, that is, the relationship between the baseline length and the wavelength of the positioning signal is not specifically shown. However, if the shortest baseline length is equal to or less than a half wavelength of the positioning signal, The configuration works more effectively.

具体的には、基線長が半波長以下のときは、整数値バイアスの決定が容易になるものの、基線長が短いため、基線ベクトルの算出精度は低い。これにより、算出する姿勢角の精度が低くなるため、姿勢角検出センサとしての精度が不足してしまう。   Specifically, when the base line length is equal to or shorter than a half wavelength, the integer value bias can be easily determined, but the base line length is short, so the base line vector calculation accuracy is low. As a result, the accuracy of the calculated posture angle is lowered, and the accuracy as the posture angle detection sensor is insufficient.

しかしながら、本発明の構成および処理を用いた場合、複数の基線ベクトルを用いて姿勢角を算出するので、どのような基線長であっても姿勢角の精度を向上させることができる。したがって、基線長が半波長以下となるアンテナ配置でも高精度に姿勢角を算出することができる。このように基線長が測位信号の半波長以下に収まることで、整数値バイアスの決定が容易になり、高精度な姿勢角が高速に得られるようになる。また、アンテナの間隔を短くでき、アンテナ装置を小型に構成することができる。   However, when the configuration and processing of the present invention are used, the posture angle is calculated using a plurality of baseline vectors, so that the accuracy of the posture angle can be improved regardless of the baseline length. Therefore, the attitude angle can be calculated with high accuracy even in an antenna arrangement in which the base line length is equal to or less than a half wavelength. Thus, since the base line length falls within the half wavelength of the positioning signal, the integer value bias can be easily determined, and a highly accurate attitude angle can be obtained at high speed. In addition, the distance between the antennas can be shortened, and the antenna device can be configured to be small.

10,10A:状態算出装置
111A,111B,111C,111D:相関処理部
112A,112B,112C,112D:ADR算出部
12,12A:演算部
120:基線ベクトル算出部
121:姿勢角演算部
122:速度演算部
123:位置演算部
100,101,102,103:アンテナ装置
100A,100B,100C,100D,100E:アンテナ
900:船舶
901:制御部
902:動力
903:舵
10, 10A: State calculation devices 111A, 111B, 111C, 111D: Correlation processing units 112A, 112B, 112C, 112D: ADR calculation units 12, 12A: Calculation unit 120: Baseline vector calculation unit 121: Attitude angle calculation unit 122: Speed Calculation unit 123: Position calculation units 100, 101, 102, 103: Antenna devices 100A, 100B, 100C, 100D, 100E: Antenna 900: Ship 901: Control unit 902: Power 903: Rudder

Claims (23)

移動体上の異なる位置に配置され、測位信号をそれぞれ受信する3つ以上のアンテナと、
前記測位信号と該測位信号のレプリカ信号との相関処理に基づき搬送波位相差をそれぞれのアンテナ毎に算出する相関処理部と、
前記搬送波位相差の積算値である搬送波位相測定値を算出する搬送波位相測定値算出部と、
前記搬送波位相測定値に基づいて複数の基線ベクトルを算出する基線ベクトル算出部と、
前記基線ベクトル毎にヨー角を算出し、該算出した複数のヨー角に基づいて、代表ヨー角を算出する姿勢角算出部と、
を備えた、状態算出装置。
Three or more antennas which are arranged at different positions on the mobile body and each receive a positioning signal;
A correlation processing unit that calculates a carrier phase difference for each antenna based on a correlation process between the positioning signal and a replica signal of the positioning signal;
A carrier phase measurement value calculation unit that calculates a carrier phase measurement value that is an integrated value of the carrier phase difference; and
A baseline vector calculation unit that calculates a plurality of baseline vectors based on the carrier phase measurement values;
A posture angle calculation unit that calculates a yaw angle for each baseline vector and calculates a representative yaw angle based on the calculated plurality of yaw angles;
A state calculation device.
請求項1に記載の状態算出装置であって、
前記姿勢角算出部は、
前記基線ベクトル毎に代表ピッチ角および代表ロール角から前記ヨー角を算出する、
状態算出装置。
The state calculation device according to claim 1,
The posture angle calculation unit
Calculating the yaw angle from a representative pitch angle and a representative roll angle for each baseline vector;
State calculation device.
請求項2に記載の状態算出装置であって、
前記姿勢角算出部は、
前記基線ベクトル毎に前記代表ピッチ角から前記ロール角を算出し、該算出した複数のロール角から代表ロール角を算出する、
状態算出装置。
The state calculation device according to claim 2,
The posture angle calculation unit
Calculating the roll angle from the representative pitch angle for each baseline vector, and calculating the representative roll angle from the calculated plurality of roll angles;
State calculation device.
請求項3に記載の状態算出装置であって、
前記姿勢角算出部は、
前記複数の基線ベクトルのうちの2つずつを組として、組毎にピッチ角を算出し、算出した複数のピッチ角から前記代表ピッチ角を算出する、
状態算出装置。
The state calculation device according to claim 3,
The posture angle calculation unit
Taking two of the plurality of baseline vectors as a set, calculating a pitch angle for each set, and calculating the representative pitch angle from the calculated plurality of pitch angles;
State calculation device.
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の状態算出装置であって、
前記3つ以上のアンテナは、
前記複数の基線ベクトルの少なくとも1つが前記移動体のヘディング方向に平行になるように配置されている、
状態算出装置。
The state calculation device according to any one of claims 1 to 4,
The three or more antennas are
Arranged such that at least one of the plurality of baseline vectors is parallel to a heading direction of the movable body,
State calculation device.
請求項5に記載の状態算出装置であって、
前記ヘディング方向に平行な基線ベクトルは、前記複数の基線ベクトルのうちの基線長が短い基線ベクトルである、
状態算出装置。
The state calculation device according to claim 5,
The baseline vector parallel to the heading direction is a baseline vector having a short baseline length among the plurality of baseline vectors.
State calculation device.
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の状態算出装置であって、
前記3つ以上のアンテナは、
該3つ以上のアンテナの配置位置の中心点から各アンテナまでの距離が同じとなるように、前記移動体上に配置されている、
状態算出装置。
The state calculation device according to any one of claims 1 to 6,
The three or more antennas are
The three or more antennas are arranged on the moving body so that the distance from the center point of the arrangement position of each of the antennas to each antenna is the same
State calculation device.
請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の状態算出装置であって、
前記複数の基線ベクトルのうちの最短の基線ベクトルの基線長は、前記測位信号の半波長以下である、
状態算出装置。
The state calculation device according to any one of claims 1 to 7,
The baseline length of the shortest baseline vector among the plurality of baseline vectors is equal to or less than a half wavelength of the positioning signal.
State calculation device.
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の状態算出装置であって、
前記姿勢角とともに、前記複数の測位信号に対する前記相関処理の結果を用いて、前記移動体の特定位置の座標を算出する位置算出部を、さらに備え、
該位置算出部は、
前記特定位置の座標算出時に、前記姿勢角による補正を行う、
状態算出装置。
The state calculation device according to any one of claims 1 to 8,
A position calculation unit that calculates the coordinates of the specific position of the moving body using the result of the correlation processing for the plurality of positioning signals together with the posture angle,
The position calculation unit
When the coordinates of the specific position are calculated, the posture angle is corrected.
State calculation device.
請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の状態算出装置であって、
前記姿勢角とともに、前記複数の測位信号に対する前記相関処理の結果を用いて、前記移動体の特定位置の速度を算出する速度算出部を、さらに備え、
該速度算出部は、
前記特定位置の速度算出時に、前記姿勢角による補正を行う、
状態算出装置。
A state calculation device according to any one of claims 1 to 9,
A speed calculating unit that calculates the speed of the specific position of the moving body using the result of the correlation processing for the plurality of positioning signals together with the posture angle,
The speed calculation unit
When calculating the speed of the specific position, correction by the posture angle is performed.
State calculation device.
請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の状態算出装置と、
前記状態算出装置が出力する前記姿勢角を用いて移動制御を行う制御部と、
を備える移動体。
A state calculation device according to any one of claims 1 to 10,
A control unit that performs movement control using the posture angle output by the state calculation device;
A moving object comprising:
移動体上の異なる位置で3つ以上の測位信号をそれぞれ受信する受信工程と、
前記測位信号と該測位信号のレプリカ信号との相関処理に基づき搬送波位相差をそれぞれの前記位置毎に算出し、該搬送波位相差の積算値である搬送波位相測定値を算出する搬送波位相測定値算出工程と、
前記搬送波位相測定値に基づいて複数の基線ベクトルを算出する基線ベクトル算出工程と、
前記基線ベクトル毎にヨー角を算出し、算出した複数のヨー角に基づいて、代表ヨー角を算出する姿勢角算出工程と、
を有する、状態算出方法。
A receiving step of receiving three or more positioning signals at different positions on the moving body;
Carrier phase measurement value calculation that calculates a carrier phase difference for each of the positions based on correlation processing between the positioning signal and a replica signal of the positioning signal, and calculates a carrier phase measurement value that is an integrated value of the carrier phase difference Process,
A baseline vector calculating step of calculating a plurality of baseline vectors based on the carrier phase measurement values;
A posture angle calculating step of calculating a yaw angle for each baseline vector and calculating a representative yaw angle based on the calculated plurality of yaw angles;
A state calculation method.
請求項12に記載の状態算出方法であって、
前記姿勢角算出工程は、
前記基線ベクトル毎に代表ピッチ角および代表ロール角から前記ヨー角を算出する、
状態算出方法。
The state calculation method according to claim 12,
The posture angle calculation step includes:
Calculating the yaw angle from a representative pitch angle and a representative roll angle for each baseline vector;
State calculation method.
請求項13に記載の状態算出方法であって、
前記姿勢角算出工程は、
前記基線ベクトル毎に前記代表ピッチ角から前記ロール角を算出し、該算出した複数のロール角から代表ロール角を算出する、
状態算出方法。
The state calculation method according to claim 13,
The posture angle calculation step includes:
Calculating the roll angle from the representative pitch angle for each baseline vector, and calculating the representative roll angle from the calculated plurality of roll angles;
State calculation method.
請求項14に記載の状態算出方法であって、
前記姿勢角算出工程は、
前記複数の基線ベクトルのうちの2つずつを組として、組毎にピッチ角を算出し、算出した複数のピッチ角から前記代表ピッチ角を算出する、
状態算出方法。
The state calculation method according to claim 14,
The posture angle calculation step includes:
Taking two of the plurality of baseline vectors as a set, calculating a pitch angle for each set, and calculating the representative pitch angle from the calculated plurality of pitch angles;
State calculation method.
請求項12乃至請求項15のいずれかに記載の状態算出方法であって、
前記姿勢角とともに、前記複数の測位信号に対する前記相関処理の結果を用いて、前記移動体の特定位置の座標を算出する位置算出工程を、さらに有し、
該位置算出工程は、
前記特定位置の座標算出時に、前記姿勢角による補正を行う、
状態算出方法。
The state calculation method according to any one of claims 12 to 15,
A position calculation step of calculating coordinates of a specific position of the moving body using the result of the correlation processing for the plurality of positioning signals together with the posture angle,
The position calculating step includes
When the coordinates of the specific position are calculated, the posture angle is corrected.
State calculation method.
請求項12乃至請求項16のいずれかに記載の状態算出方法であって、
前記姿勢角とともに、前記複数の測位信号に対する前記相関処理の結果を用いて、前記移動体の特定位置の速度を算出する速度算出工程を、さらに有し、
該速度算出工程は、
前記特定位置の速度算出時に、前記姿勢角による補正を行う、
状態算出方法。
The state calculation method according to any one of claims 12 to 16,
A speed calculating step of calculating a speed of a specific position of the moving body using the result of the correlation processing with respect to the plurality of positioning signals together with the posture angle,
The speed calculation step includes
When calculating the speed of the specific position, correction by the posture angle is performed.
State calculation method.
移動体の航行状態を算出する処理をコンピュータに実行させる状態算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
移動体上の異なる位置でそれぞれ受信した3つ以上の測位信号と該測位信号のレプリカ信号との相関処理に基づきそれぞれの前記位置毎に搬送波位相差を算出し、該搬送波位相差の積算値である搬送波位相測定値を算出する搬送波位相測定値算出処理と、
各位置に対する搬送波位相測定値から複数の基線ベクトルを算出する基線ベクトル算出処理と、
基線ベクトル毎にヨー角を算出し、算出した複数のヨー角に基づいて、代表ヨー角を算出する姿勢角算出処理と、
を実行する、状態算出プログラム。
A state calculation program for causing a computer to execute a process of calculating a navigation state of a moving object,
The computer
Based on correlation processing between three or more positioning signals received at different positions on the moving body and replica signals of the positioning signals, a carrier phase difference is calculated for each of the positions, and an integrated value of the carrier phase differences is calculated. A carrier phase measurement value calculation process for calculating a certain carrier phase measurement value;
Baseline vector calculation processing for calculating a plurality of baseline vectors from carrier phase measurement values for each position;
A posture angle calculation process for calculating a yaw angle for each baseline vector and calculating a representative yaw angle based on the calculated plurality of yaw angles;
A state calculation program that executes
請求項18に記載の状態算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記姿勢角算出処理として、
前記基線ベクトル毎に代表ピッチ角および代表ロール角から前記ヨー角を算出する、
状態算出プログラム。
The state calculation program according to claim 18,
The computer
As the posture angle calculation process,
Calculating the yaw angle from a representative pitch angle and a representative roll angle for each baseline vector;
State calculation program.
請求項19に記載の状態算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記姿勢角算出処理として、
前記基線ベクトル毎に前記代表ピッチ角から前記ロール角を算出し、該算出した複数のロール角から代表ロール角を算出する、
状態算出プログラム。
The state calculation program according to claim 19,
The computer
As the posture angle calculation process,
Calculating the roll angle from the representative pitch angle for each baseline vector, and calculating the representative roll angle from the calculated plurality of roll angles;
State calculation program.
請求項20に記載の状態算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記姿勢角算出処理として、
前記複数の基線ベクトルのうちの2つずつを組として、組毎にピッチ角を算出し、算出した複数のピッチ角から前記代表ピッチ角を算出する、
状態算出プログラム。
The state calculation program according to claim 20,
The computer
As the posture angle calculation process,
Taking two of the plurality of baseline vectors as a set, calculating a pitch angle for each set, and calculating the representative pitch angle from the calculated plurality of pitch angles;
State calculation program.
請求項18乃至請求項21のいずれかに記載の状態算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記姿勢角とともに、前記複数の測位信号に対する前記相関処理の結果を用いて、前記移動体の特定位置の座標を算出する位置算出処理を、さらに実行し、
該位置算出処理による前記特定位置の座標算出時に、前記姿勢角による補正を行う、
状態算出プログラム。
A state calculation program according to any one of claims 18 to 21,
The computer
Using the result of the correlation process for the plurality of positioning signals together with the posture angle, further executing a position calculation process for calculating coordinates of a specific position of the moving body,
When the coordinates of the specific position are calculated by the position calculation process, the posture angle is corrected.
State calculation program.
請求項18乃至請求項22のいずれかに記載の状態算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記姿勢角とともに、前記複数の測位信号に対する前記相関処理の結果を用いて、前記移動体の特定位置の速度を算出する速度算出処理を、さらに実行し、
該速度算出処理による前記特定位置の速度算出時に、前記姿勢角による補正を行う、
状態算出プログラム。
A state calculation program according to any one of claims 18 to 22,
The computer
Along with the attitude angle, further using a result of the correlation processing with respect to the plurality of positioning signals, further executing a speed calculation process for calculating a speed of a specific position of the moving body,
When calculating the speed of the specific position by the speed calculation process, the posture angle is corrected.
State calculation program.
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